Болтовые и заклепочные, соединения оценивают прежде всего - ІПО их прочности. Наличие отверстия в из­делии при болтовом или заклепочном соединении влия­ет. на его поведение в, нагруженном состоянии. Это же относится и к резьбовым • (винтовым) соединениям (см. стр. 80).

Факторы, влияющие на прочность соединения

Ф.

Прочность соединения при механическом креплении деталей из пластмасс, в том числе композиционных, за­висит "главным образом от концентрации напряжений [31, 77, 78], вызванной наличием отверстий в изделии. Это явление вынуждает ограничивать допустимые на­грузки значениями, намного (на '50—60%) меньшими рассчитываемых «о разрушающему напряжению мате­риала.

Коэффициент концентрации напряжения К в стекло - пластиковом образце, в котором имеется отверстие, зна­чительно больше, чем в аналогичном металлическом образце, вследствие того, что в пластике невозможны пластические деформации.' Коэффициент концентрации-
напряжений К зависит от многих факторов: геометри - чесних размеров, в особен - ности от диаметра отвер­стия (рис. III. 14); природы полимера и наполнителя и т. д. При одном и том же диаметре отверстия увели­чение относительного рас­стояния между отверстиями %. приводит к возрастанию прочности деталей вследст­вие [54] увеличения объема материала, в оеприн и мающе­го .нагрузку. Если диаметр отверстия увеличивается, а остается без изменения, то прочность материала уменьшается, что объясняется [54] неравномерностью распределения напряжений в „изделии и, кроме того, влиянием масштабного фактора и статистической природой армированных пластмасс.

О степени влияния различных факторов на концен­трацию напряжений можно судить по отношению проч: ности v реальных деталей или образцов соединений к прочности стандартных образцов. Прочность пластины из стеклопластика с многорядным расположением отвер­стий приблизительно, иа 20% меньше прочности пластин с однорядным расположением таких же отверстий.

На величину. К оказывает влияние природа мате­риалу Так, чем больше хрупкость связующего в пласт­массе] тем больше,- коэффициент концентрации напря­жений при растяжении.. Направление приложения на­грузки по отношению' к ориентации упрочняющего на - - полтштеля в материале также влияет на значение К [31]. Величина К минимальна, если направление дей­ствия силы составляет 0J85 рад ио отношению к'оси ориентации упрочняющего наполнителя.

При проектировании механического крепления необ­ходимо помнить, что механические характеристики ма­териала, влияющие на прочность соединительного шва (особенно при смятии), снижаются с уменьшением тол­щины деталей. Заметное падение механических харак­теристик ЭПОКСИДНЫХ и фенолоформальдегидных СТОИЛО:

■пластиков наблюдается при толщине материала менее іД мм. Ниже приведены знанёния относительной проч­ности образцов из полиэфирного стеклопластика различ­ной толщины б при сдвиге VcHB И смятии vCJJ:

б, мм.......................................... .3 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5

.......................................... , 1,00 0,98 0,94 0,88 0,74 0,50

v0*................................................. . 1,00 0,92 0,81 0,70 0,50 0,20 .. f При динамическом нагружении концентрация напря­жений в образцах с отверстиями под крепеж возрастает с увеличением числа циклов нагружения [79]. Это осо­бенно характерно для материалов с дефектами в виде нарушений сплошности (пузырьков воздуха, разрушен­ных волокон и т. д.).

Концентрация 'Напряжений в пластмассах увеличи­вается при наличии в отверстиях крепежных элементов [78, 79]. Так, разрушение образцов из стеклопластика, в которых сделаны отверстия, происходит при напряже­ниях, равных 0,66—0,72 прочности при растяжении це­лого материала, а после установки крепежных элемен­тов — происходит при напряжениях, составляющих всего 0,41—.0,67 прочности [78]. Другим примером могут служить следующие данные: ври растяжении коэффи­циент концентрации напряжений в образцах из стекло­текстолита на основе полиэфирной смолы ПН-3 и стек­лянной ткани АСТТ(б)-'С2-0 в результате установки кротежа возрастает в 1,5—4,8 ра­за [77]. Поэтому при расчете прочности изделия с механиче­ским ' соединением необходимо учитывать. коэффициент концен­трации напряжений К для соеди­нительного шва, который опреде­ляется экспериментально.

" Для заклепочных соединений характерно повышение К также с увеличением натяга при рас­ширении стержня (рис. III. 15).

Прочность мкэгорядных со­единений выше,-чем Однорядных [78], что объяснйется более рав -

- номерным распределением нагрузки на каждый ряд крепежа. При использовании механического крепежа прочность соединения возрастает с увеличением числа ря­дов до трех [8, с. 25]. Однако повышение прочности со­единения при увеличений числа рядов свыше двух на­столько незначительно, что из конструктивных и эко­номических соображений лучше - использовать одно - и двухрядные соединения.